(57)【要約】  平行に設けられているガラス基板（1）を少なくとも2つ含む強化真空ガラスであって、ガラス基板（1）のうちの少なくとも1つは強化ガラスであり、隣接するガラス基板（1）の周縁が縁封着体（2）により封止されるとともに、これらの間に支持物（3）アレイが設けられることで真空空間が形成され、前記縁封着体（2）は、隣接するガラス基板（1）の周縁が金属で封着されて形成される金属縁封止構造であり、縁封着体（2）は、転移層、金属化層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、金属化層及び転移層がこの順に積層するように構成され、金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、ハンダは、加熱溶融後に隣接する金属化層表面の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されて金属間化合物層を形成する強化真空ガラスである。当該強化ガラスは、強化ガラス及び真空ガラスの優位を両立させ、縁封着体（2）は、真空ガラスの縁封止気密性の要求を満たし、強化真空ガラスの力学性能、耐久性及び耐候性を確保することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に設けられているガラス基板（１）を少なくとも２つ含む強化真空ガラスであって、ガラス基板（１）のうちの少なくとも１つは強化ガラスであり、隣接するガラス基板（１）の周縁が縁封着体（２）により封止されるとともに、これらの間に支持物（３）アレイが設けられることで真空空間が形成され、前記縁封着体（２）は、隣接するガラス基板（１）の周縁が金属で封着されて形成される金属縁封止構造であり、縁封着体（２）は、転移層、金属化層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、金属化層及び転移層がこの順に積層するように構成され、金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、ハンダは、加熱溶融後に隣接する金属化層表面の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されて金属間化合物層を形成することを特徴とする強化真空ガラス。
【請求項２】
前記ハンダ層は、低温スズ含有ハンダが溶融して形成され、低温スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、希有金属、貴金属のうちの１つ又は複数との組合せであることを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項３】
前記ハンダ層の材質は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ又はＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ合金であることを特徴とする請求項２に記載の強化真空ガラス。
【請求項４】
前記金属ペーストは、銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストであり、前記銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数を含有することを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項５】
前記金属間化合物層とハンダ層の結合面は歯面であることを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項６】
前記金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎ、ＡｇＺｎ又はＩｎ３Ｓｎの１つ又は複数の組合せを含むことを特徴とする請求項５に記載の強化真空ガラス。
【請求項７】
前記金属化層には、３〜１０％のガラス相が含まれることを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項８】
前記転移層は、金属ペーストがガラス基板（１）上に焼結されてなり、金属顆粒が被覆されているガラス相層と、網目状構造の金属酸化物層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項９】
少なくとも１つのガラス基板（１）上には、吸気口（４）と、吸気口（４）を封止するための封止シート（５）とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【請求項１０】
前記縁封着体（２）の外側には、封止ガム、樹脂又はプラスチックで充填された二次外周封止体（６）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の強化真空ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、強化真空ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーで環境に優しい新世代のガラスとして、真空ガラスは、優れた光透過、断熱、遮音、保温性能を備えるので、新エネルギーの開発、利用及び省エネルギーに係る分野において幅広い応用の見込みがある。真空ガラスは、２つ又は複数のガラスの間を封着材料で気密的に封着したものであり、封着体の信頼性は、真空ガラスの使用性能及び寿命に直接的に影響する。
【０００３】
通常、真空ガラス製品は、低融点のガラス粉により真空ガラスの封着を実現することが多く、封着温度は、一般的に４２０〜４５０℃である。エネルギーを大量に消費するだけでなく、強化技術の真空ガラスへの応用が制限される。また、他の有機材料を真空ガラスの縁封止、口封止材料として採用する場合に、生産された真空ガラスの力学性能、耐久性及び耐候性は、いずれも悪く、真空ガラスの使用寿命を大幅に縮めてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０５９０６２２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、強化ガラス及び真空ガラスの優位を両立させるとともに、真空ガラスの縁封止構造の気密性、力学性能、耐久性及び耐候性を確保する強化真空ガラスを提供する。
【０００６】
本開示の実施例は、平行に設けられているガラス基板を少なくとも２つ含む強化真空ガラスであって、ガラス基板のうちの少なくとも１つは強化ガラスであり、隣接するガラス基板の周縁が縁封着体により封止されるとともに、当該隣接するガラス基板の間に支持物アレイが設けられることで真空空間が形成され、前記縁封着体は、隣接するガラス基板の周縁が金属で封着されて形成される金属縁封止構造であり、縁封着体は、転移層、金属化層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、金属化層及び転移層がこの順に積層するように構成され、金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、ハンダは、加熱溶融後に隣接する金属化層表面の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されて金属間化合物層を形成する強化真空ガラスを提供する。
【０００７】
例えば、前記ハンダ層は、低温スズ含有ハンダが溶融して形成され、低温スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、希有金属、貴金属のうちの１つ又は複数との組合せである。
【０００８】
さらには、前記ハンダ層の材質は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ又はＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ合金である。
【０００９】
例えば、前記金属ペーストは、銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストであり、前記銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数を含有する。
【００１０】
例えば、前記金属間化合物層とハンダ層の結合面は歯面である。
【００１１】
さらには、前記金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎ、ＡｇＺｎ又はＩｎ３Ｓｎの１つ又は複数の組合せを含む。
【００１２】
例えば、前記金属化層には、３〜１０％のガラス相が含まれる。
【００１３】
例えば、前記転移層は、金属ペーストがガラス基板上に焼結されてなり、金属顆粒が被覆されているガラス相層と、網目状構造の金属酸化物層とを含む。
【００１４】
例えば、少なくとも１つのガラス基板上には、吸気口と、吸気口を封止するための封止シートとが設けられている。
【００１５】
例えば、前記縁封着体の外側には、封止ガム、樹脂又はプラスチックで充填された二次外周封止体が設けられている。
【００１６】
例えば、各層の間は、明らかな境界がなく、互いに融合している。本開示において、金属ペーストは、導電相と、ガラス粉と、有機添加剤とが混合されてなる。
【００１７】
例えば、転移層は、ガラス基板と一緒に焼結されたガラス相を含み、ガラス相には、骨格に酸化物相が存在する金属顆粒が被覆されている。即ち、金属顆粒が高温で酸化し、銀ペーストにおけるガラス相が溶融して銀顆粒表面に浸潤し、酸化銀がガラス相に溶け込み、酸化銀含有ガラス相が浸透してガラス表面に浸入する。
【００１８】
本開示は、次の有益な技術効果を有する可能性がある。
【００１９】
１、金属化層にはガラス相が含まれる。焼結過程において、ガラス相は、毛細圧の作用で金属化層の底部に位置し、海綿骨格状の金属化層と基板とが焼結により一体化され、金属顆粒に被覆されているガラス相層は金属転移層という。本開示の金属化層には転移層が２つあり、一つは、金属化層と基板との間の関係を定義する金属転移層であり、もう一つは、金属とガラス相との間の関係を定義する網目状構造の金属酸化物転移層であり、金属転移層とともに焼結されて互いに融合した一体構造である。転移層は、付着力が高くて耐熱衝撃性能に優れ、ろう付け後のハンダは、速やかに冷却可能であり、「銀腐食」現象が回避される。
【００２０】
２、本開示の金属間化合物層は歯面層である。ハンダは、海綿骨格の毛細孔に充填され、即ち、頂部がガラス相で被覆されていない金属化層に浸潤して、気密性封着を実現し、ハンダは、歯形キーを形成し、上下基板の金属化層を強固にアンカー固定することで、得られた封着体がより強固になり、信頼性が向上するとともに、気密性が一層好適になる。
【００２１】
３、従来の技術に比べると、本開示の縁封着体は、気密性の要求を確保する上で、真空ガラスの使用過程に発生する応力によく適応することができ、力学性能がより好適になる。よって、真空ガラス製品の使用過程における安定性及び安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示の実施例で提供する強化真空ガラスの構造図である。
【図２】実施例１の模式図である。
【図３】実施例２の模式図である。
【図４】実施例３の模式図である。
【図５】縁封着体の金相構造の顕微鏡写真である。
【図６】縁封着体の金相構造の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本分野の技術者が本発明をよりよく理解して実施するために、具体的な実施例を参照して本開示の実施例で提供する強化真空ガラスをさらに説明するが、例示する実施例は、本発明を限定するものではない。
【００２４】
図１に示すように、本開示の実施例で提供する強化真空ガラスは、平行に設けられているガラス基板１を少なくとも２つ含み、ガラス基板１のうちの少なくとも１つは強化ガラスであり、隣接するガラス基板１の周縁が縁封着体２により封止されるとともに、当該隣接するガラス基板１の間に支持物３アレイが設けられることで真空空間が形成され、当該隣接するガラス基板１の縁封着体２の外側には、封止ガム、樹脂又はプラスチックで充填された二次外周封止体６が設けられている。縁封着体２は、当該隣接するガラス基板１の周縁に金属封着により形成された金属縁封止構造である。前記金属封着方法は、強化ガラスのアニールを防止するために、レーザ加熱や誘導加熱時にスズを含む合金材料を部分的に高温融解させる方法を含む。前記金属封着の温度は、２５０℃以下である。真空ガラスは、中空基板、ラミネート基板等の他の基板と複合してもよい。支持物の材料は、金属材料、ガラス材料又はセラミック材料等の無機材料であってもよい。少なくとも１つのガラス基板１には、吸気口４と、吸気口４を封止するための封止シート５とが設けられており、吸気口４は、金属シートにより閉塞される。
【００２５】
本開示の縁封着体２は、転移層、金属化層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、金属化層及び転移層がこの順に積層するように構成され、各層の間には、明らかな境界がなく、互いに融合している。図５及び図６に示すように、金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造である。ハンダは、加熱溶融後、隣接する金属化層表面の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されて金属間化合物層を形成する。金属ペーストは、銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストである。当該銀ペースト、銀被覆銅ペースト又は銀被覆ニッケルペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数を含有する。ハンダ層は、低温スズ含有ハンダが溶融して形成される。当該低温スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、希有金属、貴金属のうちの１つ又は複数との組合せである。当該ハンダ層の材質は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｕ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ又はＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ合金である。
【００２６】
前記金属間化合物層とハンダ層の結合面は歯面であり、金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎ、ＡｇＺｎ又はＩｎ３Ｓｎの１つ及び複数の組合せを含む。前記金属化層には、３〜１０％のガラス相が含まれ、ハンダが金属化層においてガラス相で被覆されていない領域に浸潤することにより、気密性封着を実現する。
【００２７】
前記転移層は、金属ペーストがガラス基板１上に焼結されてなり、金属顆粒が被覆されているガラス相層と、網目状構造の金属酸化物層とを含む。
【００２８】
実施例１
図２に示すように、本実施例の縁封着体２は、転移層、銀層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、銀層及び転移層によりこの順に構成される。幾つかの実施例において、金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、金属ペーストは銀ペーストである。また、ハンダ層は、低温スズ含有ハンダであり、当該低温スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、スズと貴金属との組合せである。当該ハンダ層の材質は、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ又はＳｎ−Ａｕである。
【００２９】
金属間化合物層は、ハンダ層と銀層が反応して形成される歯面層であり、凹凸した当該歯面層により、銀層とハンダの結合をより強固にし、ハンダは、銀層の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されることで、気密性がより優れる。金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎ、ＡｇＺｎの単一の種類又は異なる種類の金属間化合物の組合せを含む。銀層には、５〜１０％のガラス相が含まれ、ハンダが銀層においてガラス相で被覆されていない領域に浸潤することにより、気密性封着を実現する。
【００３０】
図２に示す転移層は、銀ペーストがガラス基板に焼結されて形成される。当該転移層は、銀顆粒が被覆されている金属転移層及び網目状構造の酸化銀転移層を含む。焼結過程において、毛細圧の作用で銀ペーストとガラス基板とが焼結により一体化される。転移層は、銀顆粒が被覆されている金属転移層及び網目状の銀酸化物層を含み、両者は、ともに焼結されることにより形成された互いに融合する一体構造である。転移層は、付着力が高くて耐熱衝撃性能に優れ、ろう付け後のハンダは、速やかに冷却可能である。
【００３１】
実施例２
図３に示すように、本実施例の縁封着体２は、転移層、銀−銅複合層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、銀−銅複合層及び転移層によりこの順に構成される。金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、金属ペーストは、銀被覆銅ペーストである。ハンダ層は、低温スズ含有ハンダが溶融して形成され、スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、希有金属との組合せであり、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｔｉ又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ−Ｔｉ合金を含む。
【００３２】
金属間化合物層は、ハンダ層と銀−銅複合層が反応して形成される歯面層である。凹凸した歯面層により、銀−銅複合層とハンダの結合をより強固に確保し、ハンダは、銀−銅複合層の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されることで、気密性がより好適になる。金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎ、ＡｇＺｎ又はＩｎ３Ｓｎの１つ又は複数の組合せを含む。銀−銅複合層には、３〜１０％のガラス相が含まれ、ハンダが銀−銅複合層においてガラス相で被覆されていない領域に浸潤することにより、気密性封着を実現する。
【００３３】
転移層は、銀被覆銅ペーストがガラス基板表面に焼結されることで形成され、銀顆粒及び銅顆粒が被覆されている金属転移層を含む。金属転移層の銀顆粒及び銅顆粒の骨格において網目状構造の銀酸化物及び銅酸化物転移層が存在する。焼結過程において、毛細圧の作用で、銀被覆銅ペーストとガラス基板とが焼結により一体化される。転移層は、ガラス相層と、網目状構造の銀酸化物及び銅酸化物層とを含み、互いに融合する一体構造に焼結されるので、当該転移層は、付着力が高くて耐熱衝撃性能に優れ、ろう付け後のハンダは、速やかに冷却可能である。ガラス基板の強化過程において、焼結炉内にガラス相により金属顆粒とガラス基板とが焼結により強固に一体化され、損傷が発生しても、ガラス基板の浅表面のみに発生し、ガラスの性能に影響を与えない。
【００３４】
実施例３
図４に示すように、本実施例の縁封着体２は、転移層、銀−ニッケル複合層、金属間化合物層、ハンダ層、金属間化合物層、銀−ニッケル複合層及び転移層によりこの順に構成される。当該金属化層は、金属ペーストが焼結されてなる海綿骨格状構造であり、金属ペーストは、銀被覆ニッケルペーストである。当該ハンダ層は、低温スズ含有ハンダであり、スズ含有ハンダは、スズと遷移金属、希有金属との組合せであり、ハンダ層は、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｂｉ又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉである。
【００３５】
当該金属間化合物層は、ハンダと銀−ニッケル複合層が反応して形成される歯面層であり、凹凸した歯面層により、銀−ニッケル複合層とハンダの結合をより強固に確保し、ハンダが銀−ニッケル複合層の海綿骨格状構造の毛細孔に充填されることで、気密性がより好適になる。金属間化合物層は、Ａｇ３Ｓｎを含む。銀−ニッケル複合層には、３〜１０％のガラス相が含まれ、ハンダが銀−ニッケル複合層においてガラス相で被覆されていない領域に浸潤することにより、気密性封着を実現する。
【００３６】
当該転移層は、銀被覆ニッケルペーストがガラス基板表面に焼結されてなり、銀顆粒及びニッケル顆粒が被覆されている金属転移層を含み、金属転移層の銀顆粒及びニッケル顆粒の骨格において網目状構造の銀酸化物及びニッケル酸化物転移層が存在する。焼結過程において、毛細圧の作用で、銀被覆ニッケルペーストと基板表面とが焼結により一体化される。転移層は、ガラス相層と網目状構造の銀酸化物及びニッケル酸化物層とを含み、ともに焼結により互いに融合する一体構造になっている。転移層は、付着力が高くて耐熱衝撃性能に優れ、ろう付け後のハンダは、速やかに冷却可能である。
【００３７】
本開示に採用される銀ペーストである金属ペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数の組合せを含有してもよく、銀−チタン複合層、銀−ハフニウム−レニウム複合層等の金属化層を形成してもよい。採用される銀被覆銅ペーストである金属ペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数の組合せを含有してもよく、銀−インジウム−銅複合層、銀−チタン−銅複合層、銀−レニウム−銅複合層等の金属化層を形成する。採用される銀被覆ニッケルペーストである金属ペーストは、希有金属、遷移金属、貴金属のうちの１つ又は複数を含有してもよく、銀−マンガン−ニッケル複合層、銀−ハフニウム−ニッケル複合層、銀−モリブデン−ニッケル複合層等の金属化層を形成する。
【００３８】
本開示の実施例は、強化真空ガラスを提供し、係る縁封着体は、真空ガラスの縁封止気密性の要求を満たすことができ、当該真空ガラスは、強化ガラス及び真空ガラスの優位を両立させるとともに、強化真空ガラスの縁封止構造の力学性能、耐久性及び耐候性を確保する。
【符号の説明】
【００３９】
１  ：  ガラス基板
２  ：  縁封着体
３  ：  支持物
４  ：  吸気口
５  ：  封止シート
６  ：  二次外周封止体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2019527661.tif 000009
2019527661.tif 000010
2019527661.tif 000011
2019527661.tif 000012